土的抗剪強度與地基承載力

第四章土的抗剪強度與地基承載力4.1土的抗剪強度與極限平衡理論4.2抗剪強度的測定方法4.3土的剪切特性4.4地基的臨界荷載和臨塑荷載4.5地基的極限荷載何謂剪力何謂平面應(yīng)力狀態(tài)土的破壞時哪些形式4.1土的抗剪強度與極限平衡理論

土的抗剪強度是指土體抵抗剪切破壞的極限能力，是土的重要力學(xué)性質(zhì)之一。工程中的地基承載力，擋土墻土壓力、土坡穩(wěn)定等問題都與土的抗剪強度直接相關(guān)。建筑物地基在外荷載作用下將產(chǎn)生剪應(yīng)力和剪切變形，土具有抵抗這種剪應(yīng)力的能力，并隨剪應(yīng)力的增加而增大，當這種剪阻力達到某一極限值時,土就要發(fā)生剪切破壞,這個極限值就是土的抗剪強度。如果土體內(nèi)某一部分的剪應(yīng)力達到土的抗剪強度，在該部分就開始出現(xiàn)剪切破壞，隨著荷載的增加，剪切破壞的范圍逐漸擴大，最終在土體中形成連續(xù)的滑動面，地基發(fā)生整體剪切破壞而喪失穩(wěn)定性。一、庫倫定律

1776年C．A．庫倫(Coulomb)根據(jù)砂土的試驗，將土的抗剪強度表達為滑動面上法向總應(yīng)力的函數(shù)，即

以后又提出了適合粘性土的更普遍的形式

由庫倫公式可以看出，無粘性土的抗剪強度與剪切面上的法向應(yīng)力成正比，其本質(zhì)是由于顆粒之間的滑動摩擦以及”凹凸面間的鑲嵌作用所產(chǎn)生的摩阻力，其大小決定于顆粒表面的粗糙度、密實度、土顆粒的大小以及顆粒級配等因素。粘性土的抗剪強度由兩部分組成：一部分是摩擦力，另一部分是土粒之間的粘結(jié)力，它是由于粘性土顆粒之間的膠結(jié)作用和靜電引力效應(yīng)等因素引起的。長期的試驗研究指出，土的抗剪強度不僅與土的性質(zhì)有關(guān)，還與試驗時的排水條件、剪切速率、應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力歷史等許多因素有關(guān)，其中最重要的是試驗時的排水條件，根據(jù)K．太沙基(Terzaghi)的有效應(yīng)力概念，土體內(nèi)的剪應(yīng)力僅能由土的骨架承擔，因此，土的抗剪強度應(yīng)表示為剪切破壞面上法向有效應(yīng)力的函數(shù)，庫倫公式應(yīng)修改為

二、土中某點的應(yīng)力狀態(tài)

1910年莫爾(Mohr)提出材料的破壞是剪切破壞，當任一平面上的剪應(yīng)力等于材料的抗剪強度時該點就發(fā)生破壞，并提出在破壞面上的剪應(yīng)力f，是該面上法向應(yīng)力，的函數(shù)，即

土的莫爾包線通?？梢越频赜弥本€代替，如圖3—2虛線所示，該直線方程就是庫倫公式表示的方程。由庫倫公式表示莫爾包線的強度理論稱為莫爾—庫倫強度理論。當土體中任意一點在某一平面上的剪應(yīng)力達到土的抗剪強度時，就發(fā)生剪切破壞，該點即處于極限平衡狀態(tài)，根據(jù)莫爾—庫倫理論，可得到土體中—點的剪切破壞條件，即土的極限平衡條件．

下面僅研究平面問題，在土體中取一單元微體[圖3—3(a)]，取微棱柱體abc為隔離體[圖3—3(b)]，將各力分別在水平和垂直方向投影，根據(jù)靜力平衡條件可得：聯(lián)立求解以上方程得mn平面上的應(yīng)力為：

由材料力學(xué)可知，以上與之間的關(guān)系也可以用莫爾應(yīng)力圓表示[圖3—3(c)]，這樣，莫爾圓就可以表示土體中一點的應(yīng)力狀態(tài)，莫爾圓圓周上各點的座標就表示該點在相應(yīng)平面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。

表示土體中一點的正應(yīng)力和剪應(yīng)力和應(yīng)力圓上點的坐標值之間的幾種對應(yīng)關(guān)系：

點面對應(yīng)——應(yīng)力圓上某一點的坐標值對應(yīng)著土體中某一點的正應(yīng)力和剪應(yīng)力值

轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)——應(yīng)力圓半徑選擇是，半徑端點的坐標值隨之改變，對應(yīng)地，土體上房項目的法線一沿著相同的方向旋轉(zhuǎn)，才能保證土體中方向面上的應(yīng)力與應(yīng)力圓上半徑端點的坐標值相對應(yīng)。

2倍角對應(yīng)——應(yīng)力圓上半徑轉(zhuǎn)過的角度，等于土體中方向面法線旋轉(zhuǎn)角度的2倍?！纠?】見P109習(xí)題4.2【例2】已知地基中某一點的最大主應(yīng)力為，最小主應(yīng)力，求最大剪應(yīng)力及其作用面方向，并計算與最大主應(yīng)面成夾角的斜面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力三、土的極限平衡條件為了建立土的極限平衡條件，可將抗剪強度包線與莫爾應(yīng)力圓畫在同一張座標圖上(圖3—4)。它們之間的關(guān)系有以下三種情況：(1)整個莫爾圓位于抗剪強度包線的下方(圓1)，說明該點在任何平面上的剪應(yīng)力都小于土所能發(fā)揮的抗剪強度()，因此不會發(fā)生剪切破壞,(2)抗剪強度包線是莫爾圓的一條割線(圓Ⅲ)，說明該點某些平面上的剪應(yīng)力已超過了土的抗剪強度()，實際上這種情況是不可能存在的；(3)莫爾圓與抗剪強度包線相切(圓Ⅱ)，切點為A，說明在A點所代表的平面上，剪應(yīng)力正好等于抗剪強度()，該點就處于極限平衡狀態(tài)。圓Ⅱ稱為極限應(yīng)力圓。根據(jù)極限應(yīng)力圓與抗剪強度包線之間的幾何關(guān)系，可建立以下極限平衡條件。設(shè)在土體中取一單元微體，如圖3—5(a)所示，mn為破裂面，它與大主應(yīng)力的作用面成角。該點處于極限平衡狀態(tài)時的莫爾圓如圖3—5(b)所示。將抗剪強度線延長與σ軸相交于R點，由三角形ARD可知：4.3抗剪強度的測定方法

抗剪強度的試驗方法有多種，在實驗室內(nèi)常用的有直接剪切試驗，三軸壓縮試驗和無側(cè)限抗壓試驗，在現(xiàn)場原位測試的有十字板剪切試驗，大型直接剪切試驗等。本節(jié)著重介紹幾種常用的試驗方法。一、直接剪切試驗直接剪切儀分為應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩種，試驗時，由杠桿系統(tǒng)通過加壓活塞和透水石對試件施加某一垂直壓力σ，然后等速轉(zhuǎn)動手輪對下盒施加水平推力，使試樣在上下盒的水平接觸面上產(chǎn)生剪切變形，直至破壞，剪應(yīng)力的大小可借助與上盒接觸的量力環(huán)的變形值計算確定。在剪切過程中，隨著上下盒相對剪切變形的發(fā)展，土樣中的抗剪強度逐漸發(fā)揮出來，直到剪應(yīng)力等于土的抗剪強度時，土樣剪切破壞，所以土樣的抗剪強度可用剪切破壞時的剪應(yīng)力來量度。

對同一種土至少取4個試樣，分別在不同垂直壓力下剪切破壞，一般可取垂直壓力為100、200、300、400kPa，將試驗結(jié)果繪制成如圖3—7(b)所示的抗剪強度和垂直壓力σ之間關(guān)系，試驗結(jié)果表明，對于粘性土基本上成直線關(guān)系，該直線與橫軸的夾角為內(nèi)摩擦角，在縱軸上的截距為粘聚力c，直線方程可用庫倫公式(3—2)表示，對于無粘性土，之間關(guān)系則是通過原點的一條直線。

為了近似模擬土體在現(xiàn)場受剪的排水條件，直接剪切試驗可分為快剪、固結(jié)快剪和慢剪三種方法?？旒粼囼炇窃谠嚇邮┘迂Q向壓力后，立即快速施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞，固結(jié)快剪是允許試樣在豎向壓力下充分排水，待固結(jié)穩(wěn)定后，再快速施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞。慢剪試驗則是允許試樣在豎向壓力下排水，待固結(jié)穩(wěn)定后，以緩慢的速率施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞。二、三軸壓縮試驗三軸壓縮試驗是測定土抗剪強度的—種較為完善的方法。三軸壓縮儀由壓力室、軸向加荷系統(tǒng)、施加周圍壓力系統(tǒng)、孔隙水壓力量測系統(tǒng)等組成，如圖3-8所示常規(guī)垂試驗帥方法誕的主莖要步社驟如硬下：即將土妖切成屆圓柱玩體套何在橡勸膠膜匆內(nèi)，漏放在熄密封癢的壓和力室蜓中，片然后呢向壓舟力室作內(nèi)壓赴入水扶，使揀試件蘋在各廊向受彩到周績圍壓慨力漂，并士使液包壓在并整個層試驗賭過程原中保歡持不絲式變，跳這時陶試件咐內(nèi)各撿向的斧三個謙主應(yīng)怎力都匪相等交，因棄此不甩發(fā)生蜂剪應(yīng)閉力[圖3—笑9(劉a)饅]。然覆后再萌通過勾傳力握桿對層試訊件施馬加豎即向壓梨力，聽這樣伶，豎拐向主兼應(yīng)力彎就大趨于水礎(chǔ)平向濃主應(yīng)蠢力，蔬當水招平向贈主應(yīng)精力保例持不飾變，潑而致豎接向主失應(yīng)力閉逐漸訪增大湊時，摩試件詳終于噴受剪持而破湊壞[圖3—河9(池b)乳]。設(shè)搖剪切幻玉破壞蹤蝶時由紹傳力依桿加瓶在試納件逮上督的豎盤向壓舟應(yīng)力砌為忘，則拐試件躬上的毯大主狗應(yīng)力忙為迷，而紛小主孩應(yīng)力琴為辟，重以(鄭)為直云徑可永畫出嚼一個撞極限恰應(yīng)力榆圓，犬如圖3—賽9(套c)中的仇圓I，用檢同一橫種土榴樣的顧若干域個試間件(三個訊以上)按以噸上所涼述方造法分幟別進充行試謠驗，客每個歷試件揮施加懷不同褲的周障圍壓愿力悶，可失分別吳得出醫(yī)剪切電破壞遼時的汽大主輝應(yīng)力睜，窗將這輩些結(jié)綠果繪桌成一嗓組極丈限應(yīng)卻力圓向，如腦圖3—配9(輛c)中的任圓I、Ⅱ和Ⅲ。由于乒這些礦試件賓都剪燥切至究破壞利，根謀據(jù)莫耳爾—庫倫春理論坊，作賠一組乒極限肢應(yīng)力瞎圓的句公共彎切線浙，極即逮為土幫的抗邪剪強鐘度包延線(圖3—目9c零)，通肚常可鏟近似貌取為漏一條可直線犬，該稠直線野與橫父座標租的夾牢角即窯土的坦內(nèi)摩唉擦角袍，直艦線與傭縱座逆標的秀截距宮即為則土的米粘聚枕力c如要叫量測飼試驗穩(wěn)過程伐中的事孔隙驕水壓王力，錯可以瘡打開充孔隙罰水壓瓜力閥蠟，在盞試件苦上施甚加壓足力以聲后，呈由于磨土中雖孔隙扁水壓遼力增訪加迫尚使零齊位指餡示器事的水敏銀面騾下降渾，為科量測把孔隙繞水壓培力，蜜可用慎調(diào)壓哨筒調(diào)蜘整零音位指睡示器繳的水耍銀面賄始終歲保持梨原來仰的位鋤置，辣這樣址，孔牌隙水表壓力拆表中擺的讀坊數(shù)就覺是孔冶隙水麻壓力鋪值。仿如要痛量測理試驗自過程損中的畜排水臂量，碗可打販開排罩水閥朋門，冠讓試旁件中即的水偷排入讓量水便管中甲，根敘據(jù)置反水管疾中水衛(wèi)位的蠟變化法可算很出在朽試驗抖過程旨中試稈樣的畫排水吊量。對應(yīng)按于直拼接剪鑄切試中驗的惱快剪航，固盤結(jié)快耀剪和椒慢剪艷試驗怪，三遞軸壓能縮試告驗按著剪切罩前的皇固結(jié)述程蔬度拐和剪他切時輕的排羅水條光件，燃分為炕以下訊三種駱試驗杯方法割：(1只)不固池結(jié)不當排水直試驗試樣枝在施翅加周年圍壓集力和情隨后堤施加景豎向疲壓力天直至蓮剪切欣破壞擴的整累個過蒙程中秘部不氧允許撈排水偉，位試聰驗自僑始至闊終關(guān)掠閉排慮水閥祥門。(2拒)固結(jié)忽不排輸水試郊驗試樣尺在施符加周眼圍壓屠力時鞠打開轉(zhuǎn)排水朗閥門祝，允件許排過水固約結(jié)，吳待固務(wù)結(jié)穩(wěn)伏定后質(zhì)關(guān)閉習(xí)排水勿閥門紛，脾再趟施加囑豎向簽壓力饞，使脊試樣穴在不鞠排水稱的條舞件下偷剪切啞破壞梯。(3槳)固結(jié)娘排水紗試驗試樣贏在施促加周眉圍壓堵力時墻允許氧排水險固結(jié)傳，待情固結(jié)福穩(wěn)定困后，稻再在紫排水齡條件肥下施施加豎色向壓廚力慶至試珍件剪吼切破幻玉壞。三、橫無側(cè)瓦限抗算壓強糖度試住驗根據(jù)誕試驗紙結(jié)果弦，只蠟?zāi)茏髁幸粋€對極限此應(yīng)搭力圓(淡)，因參此對冊于一倚般粘起性土打就難冤以作來出破目壞包逆線。訊而對雄于飽賴和粘老性土初，根救據(jù)在白三軸尺不固梨結(jié)不類排水挺試驗出的結(jié)游果，期其破槍壞包句線近逗于一眾條水展平線行即這樣吊，如踢僅為零了測旦定飽雄和粘阿性土缸的不床排水拔抗剪葛強度飽，就釋可以鑄利用愚構(gòu)造適比較射簡單遼的無園側(cè)限釣壓力飯儀代挑替三愿軸儀漁。此勝時，貓取暫，辣則由津無側(cè)監(jiān)限抗罪壓強灣度試刊驗所似得的壁極限栽應(yīng)力偷圓的衣水平贈切線免就是扛破壞繼包線無側(cè)傅限抗愛壓強狂度試懼驗四、植十字東板剪跪切試貝驗室內(nèi)碰的抗巷剪強鑼度測幻玉試要糖求取映得原飲狀土牛樣，究但由朱于試怖樣在緣瑞采取刻、運秤送、楚保存張和制杜備等岡方不院可避享免地笨受到妙擾動厭，含翠水量棉也很的難保杜持，嚇特別茅是對器于高暗靈敏伏度的阻軟粘批土，犧室內(nèi)銷試驗件結(jié)果折的精喂度就晌受到哨影響籍。因在此，鄙發(fā)展凳就地楊測定釋土的瞎性質(zhì)愉的儀賓器具互有重礎(chǔ)要意暴義。驅(qū)它不蔥需取耕原狀押土樣漆，試狀驗時罷的排里水條壓件，匙受力攏狀態(tài)狀與土利所處誦的天池然狀士態(tài)比認較接尖近，尸對于杏很難櫻取樣輩的土(例如賽軟粘攔土)也可功以進擺行測厲試。在抗減剪強瓦度的者原位妖測試院方法戴中。晃目前廚國內(nèi)汪廣泛猛應(yīng)用般的是支十字浙板剪明切試久驗。設(shè)剪厚切破輕壞時扔所施棕加的酒扭矩展為M，則向它應(yīng)框該與款剪切我破壞狡圓柱球面(包括淋側(cè)面并和上梯下面)上土份的抗玻剪強社度所條產(chǎn)生薄的抵分抗力籍矩相領(lǐng)等，兔即：十字撈板剪拖切試顛驗實用簡上為鞏了簡俗化計民算，兩目前梢在常粉規(guī)的掛十字割板試遍驗中核仍假冤設(shè)倆，座將這臥一假練設(shè)代油入上視式中娘，得由于肺十字略板在蜜現(xiàn)場釀測定澇的土沾的抗慘剪強仰度，赤屬于陪不排敘水剪仁切的針試驗擇條件吉，因膏此其葛結(jié)果守應(yīng)與禍無側(cè)巖限抗階壓強堵度試晃驗結(jié)販果接頂近，般即4.賽3土的陰剪切羅特性4.贏3.鐮1飽和燭粘性壩土的奸抗剪揭強度一、扎不固軟結(jié)不赤排水祖抗剪辟強度如前棋所述倍，不幼固結(jié)談不排者水試旁驗是炎在施貌加周延圍壓塵力和鋼軸向津壓力漂直至再剪切賽破壞伏的整溪個試拾驗過蜂程中獸部不弊允許劣排水門。湊如果限有一嘩組飽基和粘逃性土箏試件還，都綁先在夠某一·周圍連壓力絨下固圍結(jié)至廢穩(wěn)定選，試尸件中右的初覆始孔乒隙水貫壓力警為零駝，然灣后分裁別在士不排途水條師件下施施加奏周圍計壓力撐和軸賄向壓嗚力至鏡剪切少破壞咳，試借驗結(jié)畏果如渣圖3—霸14所示杠。雖然斃三個客試件監(jiān)的周寧圍壓炒力村不同叼，但愁破壞處時的列主應(yīng)樸力差屬相等稠，在尊圖上肌表現(xiàn)賭出三剪個總的應(yīng)力震圓直補徑相虧同，雕因而依破壞小包線托是一立條水株平線馳，即三個母試件曠只能疏得到胃同一批個有養(yǎng)效應(yīng)膝力圓中，并題且有粱效應(yīng)見力圓典的直技徑與失三個樓總應(yīng)拳力圓竊直徑共相等腹，即這是悲由于默在不推排水擺條件棋下，啞試樣孩在試謠驗過杜程中言含水竭量不跪變，刑體積逢不變揭，飽該和粘膏性土略的孔抹隙壓方力系礙數(shù)B=駝1，改鹽變周懸圍壓倉力增紐奉量只屯能引恨起孔料隙水伯壓力里的變勇化,并不廟會改遲變試莖樣中斑的有嘆效應(yīng)變力，危各試倒件在達剪切睛前的曉有效科應(yīng)力禿相等址，因讀此抗物剪強倡度不阿變。這種鋪試驗加一般匯只用哨于測諸定飽嶺和土冰的不復(fù)排水迅強度維。二、解固結(jié)鑄不排罩水抗伸剪強斥度飽和秒粘性成土的穗固結(jié)澆不排竊水抗敵剪強圾度在穴一定窄程度鳳上受留應(yīng)力端歷史她的影員響，庸因此局，在踏研究土粘性典土的驗固結(jié)魚不排紫水強笛度時址，偏要炒區(qū)別管試樣配是正匯常固注結(jié)還裁是超遙固結(jié).我們略將上累一章購提到咱的正課常固幣結(jié)土榴層和窮超固蠶結(jié)土鑄層的拉概念修應(yīng)用創(chuàng)到三懇軸固瞧結(jié)不盜排水歡試驗壓中，面如果階試樣僵所受玻到的驗周圍色固結(jié)踏壓力大于榆它曾掛受到慘的最點大固漲結(jié)壓滾力蜻，屬愁于正延常固許結(jié)試喉樣，單如果皂則扎屬于檢超固餐結(jié)試捏樣。覽試驗咬結(jié)果足證明冰，這村兩種她不同道固結(jié)深狀態(tài)籍的試疼樣，閉其抗嚇剪強佛度性戒狀是先不同曲的。飽和棄粘性集土固蹈結(jié)不忌排水龍試驗齒時，育如圖3—巨15所示景，對欄正常伍固結(jié)翼試樣首剪切羞時體呼積有常減少功的趨筑勢(剪縮)，呀但修由于露不允量許排遍水，膏故產(chǎn)賀生正碼的孔舟隙水交壓力末，由唯試驗煙得出濕孔隙帖壓力子系數(shù)沈都大矮于零化，而史超固夾結(jié)試她樣在彩剪切漫時體饒積有種增加陣的趨翼勢(剪脹)，強形超固籮試樣歇在剪嗽切過肢程中鈴，開梯始產(chǎn)抖生正狂的孔毅隙水壓率力，仰以后轎轉(zhuǎn)為弟負值燒。圖3—霧16表示訂正常弄固結(jié)榨飽和濁粘性鋪土固孝結(jié)不響排水費試驗榴結(jié)果嫩，因恢為正湊常固對結(jié)試剛樣在相剪切走破壞朝時產(chǎn)熱生正敵的孔降隙水燒壓力言，星故悲有效歌應(yīng)力逼圓緞在總寶應(yīng)力禿圓的受左方吉．超固礦結(jié)土謊的固個結(jié)不違排水起總應(yīng)蔽力破單壞包奧線如羨圖3—束17豈(a森)所示茄，固備結(jié)不舒排水似剪的舅總應(yīng)槐力破若壞包妨線可植表達怎為：如以云有效貿(mào)應(yīng)力織表示晃，有己效應(yīng)仍力圓紐奉和有執(zhí)效應(yīng)叫力破統(tǒng)壞包霸線如刻圖中沃虛線遮所示早，由商于超宿固結(jié)糊土在筒剪切垮破壞月時，讓產(chǎn)生市負的攪孔隙劉水壓害力，霧有效僵應(yīng)力依圓在排總應(yīng)絨力圓草的右肚方(圖中百圓A)，綢正僅常固遮結(jié)試菜樣產(chǎn)富生正東的孔忌隙水究壓力殿，故捏有效墳應(yīng)力室圓在徒總應(yīng)歇力圓與的左格方(圖中鉤圓B)有效森應(yīng)力扣強度何包線育可表悠達為遍：三、童固結(jié)防排水胸抗剪府強度固結(jié)戴排水蔬試驗杰在整恐個試你驗過交程中腸，孔稅隙水島壓力摸始終屆為零衛(wèi)，總矩應(yīng)力趟最后德全部中轉(zhuǎn)化聞為有躲效應(yīng)閱力，狐所以徐總應(yīng)情力圓膏就是廈有效澇應(yīng)力解圓，炎總應(yīng)架力破閘壞包兵線就辣是有培效應(yīng)吧力破華壞包肆線。紀圖3—米18為固現(xiàn)結(jié)排粥水試類驗的防應(yīng)力—應(yīng)變慶關(guān)系暖和體適積變偷化，堪在剪濟切過夫程中尚，正霞常固港結(jié)粘援土發(fā)掏生剪融縮，競而超紫固結(jié)消土則輔是先可壓縮壇，繼撈而主駱要呈虹現(xiàn)剪捆脹的毯特性強。圖3-咱19為固讓結(jié)排糟水試投驗結(jié)忽果,正常秀固結(jié)混土的哥破壞停包線通搜過原疏點,如圖3—噴19膚(a娃)所示禁。圖3—朵20表示槍同一究種粘投性土面分別游在三園種不房誠同排鹿水條咽例：優(yōu)下的松試驗餅結(jié)果驗，由塞圖可裹見，龍如果禿以總滲應(yīng)力慰表示友，將述得出旅完全舍不同碑的試鍬驗結(jié)怕果，泥而以余有效購應(yīng)力很表示恒，則刊不論彼采用拐那種稠試驗弓方法眠，都老得到臂近乎聚同一霞條有穩(wěn)效應(yīng)屑力破強壞包叔線(如圖銹中虛育線所罪示)，由掃此可蔽見，被抗剪味強度破與有拒效應(yīng)鋤力有裝唯一·的對獄應(yīng)關(guān)那系。四、桌抗剪破強度火指標勝的選違擇如前哨所述豆，粘襲性上稱的強昂度性丘狀是稅很復(fù)美雜的飽，它均不僅復(fù)隨剪赤切條呀件不幫同而影異，熱而且請還受撿許多防因素(例如玻：土鏈的各嫂向異托性、投應(yīng)力甲歷史教、蠕各變等)的影話響。滲此外儉對于愚同一逐種土泄，強街度指王標與橋試驗游方法毒以及漫試驗北條件被都有蠟關(guān)。4.亮3.蝕2無粘圈性土本的抗掏剪強次度圖3—居25表示書不同丟初始謀孔隙脅比的己同一填種砂閘土在介相同撐周圍澆壓力盤，，烘下受粥剪時證的應(yīng)蠢力·應(yīng)變則關(guān)毯系和維體積斷變化蹄。由瞧圖可優(yōu)見，營密實刷的緊找砂初邀始孔氧隙比栗較小崇，其僅應(yīng)力·應(yīng)變疾關(guān)系比有明劫顯的銷峰值俊，超咳過峰號值后逃，隨的應(yīng)變摸的增替加應(yīng)墻力逐悲步降昆低，刪呈應(yīng)刻變軟棵化型識，其阿體積愿變化賀是開豬始稍澡有減縮慧小，溜繼而撐增加(剪脹)，這苗是由斬于較撤密實腦的砂絹土顆擴粒之求間排律列比唯較緊亂密，嚇剪切掘時砂斷粒之錘間產(chǎn)慚生相予對滾荒動，展土顆氏粒之串間的責位置泳重新腳排列倍的結(jié)詳果。沖松砂自的強月度隨名軸向竄應(yīng)變芽的增潑加而赴增大諷，應(yīng)翠力應(yīng)丈變關(guān)桑系呈責應(yīng)變杜硬化舞型，今對同鄭一種裙土，嘴緊砂進和松傲砂的夸強度稀最終摘趨向血同一嫩值，頭松砂芝受剪徒其體別積減愿少(剪縮)，在鍋高周演圍壓日力下查，不虹論砂膛土的蘇松緊斥如何樹，受這剪時府都將喚剪縮被。由不餐同初撿始孔下隙比厭的試嘆樣在仔同一蛾壓力挪下進爺行剪岡切試小驗，吩可以謙得出監(jiān)初始覺孔隙拴比與晶體積洽變化甩之間根的關(guān)堤系，聚如圖3·胖26所示捧，相聞應(yīng)于敵體積穩(wěn)變化鈴為零結(jié)的初滴始孔望隙比敏稱為意臨界頃孔隙周比，灰在三倦軸試劉驗中趕，臨稀界孔珍隙比磚是與次側(cè)壓隊力有裂關(guān)的狠。如果迎飽和盼砂土演的初呢始孔凳隙比汗大于躬臨界志孔隙餡比，乳在剪春應(yīng)力震作用女下由肢于剪意縮必煉然使賽孔爐隙水持壓力薦增高艙，而拍有效虹應(yīng)力調(diào)降低韻，致仇使砂深土的山抗剪計羯度爐降低到．當減飽和筒松砂撲受到期動荷用載作患用(例如壟地震)，由關(guān)于孔霉隙水尋來不那及排昏出，維孔隙遵水壓刃力不綠斷增睬加，養(yǎng)就有無可能唐使有善效應(yīng)慕力降淋低到侮零，外因而挽使砂含土象參流體菠那樣激安全雜失去宮抗剪娘強度糟，這惑種現(xiàn)虛象稱所為砂觸土的屈液化包，因哥此，白臨界兄孔隙尺比對蓮研究雕砂土耗的液羽化也爺具有略重要哄意義或。無粘殲性土赤的抗博剪強飼度決軋定于諒有效開法向占應(yīng)力鞋和內(nèi)矛摩擦奏角。須密實厘砂土安的內(nèi)吹摩擦蒸角與蔽初始遲孔額隙比騾、土冶粒表效面的小粗糙任度以軌及顆您粒級澇配等覆因素搏有關(guān)殼。初兇始孔淚隙比宵小、女土粒顧表面忙粗糙由，級牽配良鏈好的難砂土話，其射內(nèi)摩狡攘角蛛較大柿。載荷組試驗試驗豎裝置試驗駱步驟?。?.在建需筑施饑工現(xiàn)遮場，線選擇亂有代類表性醒的部統(tǒng)位進壤行試創(chuàng)驗2.開挖咸試坑閱，深起度為百基礎(chǔ)念埋深d，試怨坑寬庸度B≥趕2b，b為載袖荷試齊驗壓仍板的證寬度取或直皮徑，淡承壓遍板面練積不斜小于0.恰25，對扯于軟砌土不補應(yīng)小報于0.斑5。應(yīng)注寶意保儀持土鉤的天膜然濕亞度和欣原狀震結(jié)構(gòu)過，宜挪在擬含壓區(qū)宇表面駝用不畏超過20抬mm厚的骨粗、服中沙興找平3.選擇炊試驗悠裝置濃，4.加荷爹標準①第羞一級站荷載眨加鍵，塔相當編于開噸挖卸可除的隊土的敏自重堂應(yīng)力魂。②第稅二級布荷載秤以后撓，每倒級荷序載：藏松軟僻土為10遼~2皺5K歸Pa，堅白實土僚為50拋KP呆a。③加掙荷等扁級不擺應(yīng)小刑于8級，洲最大坦夾在戶兩不妖應(yīng)小促于地酸基承摟載力飼設(shè)計命值的2倍，滴即5.測記肯壓板少沉降板量。每級贈加載瞧以后限，按榮間隔10、10、10、15、15、30、30、30、30區(qū)mi語n一次咽測記典讀數(shù)篇。6.沉降差穩(wěn)定們標準當連逝續(xù)兩質(zhì)次測間記壓布板沉輕降量7.停止紋加荷返標準當出穿現(xiàn)下援列情固況之周一時允，可遠終止陰加載偵。①沉恥降s急劇榨增大聚，p-罵s曲線昂上有則可言落判定埋極限盾承載杯力的哈陡降歪段，臣且沉幣降量毯超過0.外04徑d，d為承色壓板茂直徑②在插某一療級荷膚載下田，24紛h內(nèi)的柳沉降怠速率欲不能夢達到趴穩(wěn)定③本狂級沉偏降量刺大于牌前一森級的5倍④當抄持力罪層十逐分堅款硬，撿沉降分量小裕時，幼滿足8.繪制p-抵s曲線4.作4地基饒的臨棕界荷恰載和旁臨塑衡荷載一、劣地基壩承載鴿力概諷念建筑今物荷肯載通什過基詢礎(chǔ)作惑用于蛋地基杜，對贊地基蜘提出藏兩個鄉(xiāng)豐方面廈的要轎求1.變形俗要求建筑摸物基醉礎(chǔ)在悼荷載們作用桂下產(chǎn)吉生最沸大沉結(jié)降量椅或沉析降差構(gòu)，應(yīng)才該在腥該建勁筑物再所允杰許的出范圍花內(nèi)2.穩(wěn)定紡要求建筑異物的航基底藏壓力咱，應(yīng)尋該在準地基第所允娘許的江承載彩能力慢之內(nèi)地基讀承載習(xí)力：地基佳所能句承受橡荷載賴的能館力二、其地基莫變形鑰的三索個階秧段0sppcrpuabcp＜pcrpcr＜p＜pup≥pua.線性衛(wèi)變形縣階段塑性胖變形或區(qū)連續(xù)靜滑動舒面oa段，久荷載汗小，棗主要克產(chǎn)生委壓縮死變形濁，荷劉載與致沉降鳴關(guān)系夸接近仆于直掃線，漁土中τ＜τf,地基究處于卷彈性密平衡總狀態(tài)b.彈塑停性變恒形階忘段ab段，討荷載栗增加拳，荷腸載與舒沉降蛾關(guān)系首呈曲棄線，秒地基每中局捐部產(chǎn)毯生剪洽切破鋸壞，理出現(xiàn)扮塑性郵變形涌區(qū)c.破壞毀階段bc段，羊塑性布區(qū)擴真大，誘發(fā)展拌成連束續(xù)滑增動面炸，荷寬載增廣加，愚沉降己急劇泄變化三、刊地基嗽的破臘壞形托式地基葉開始務(wù)出現(xiàn)防剪切鼻破壞逼（即碎彈性乞變形訪階段邁轉(zhuǎn)變堪為彈制塑性延變形鋸階段線）時影，地凱基所士承受宏的基揪地壓朋力稱見為臨塑凡荷載pcr地基蠢瀕臨鵝破壞車（即大彈塑蔬性變怠形階寧段轉(zhuǎn)狠變?yōu)橄嗥茐馁R階段誼）時輝，地浙基所撐承受猛的基俯地壓車力稱衡為極限歇荷載pu1.整體炒剪切染破壞a.蚊p廢-s曲線攏上有聽兩個結(jié)明顯妄的轉(zhuǎn)幫折點王，可研區(qū)分近地基破變形廁的三扎個階變段b.地基塑內(nèi)產(chǎn)僻生塑伯性變歷形區(qū)彼，隨埋著荷累載增基加塑榆性變冒形區(qū)橫發(fā)展地成連逆續(xù)的貓滑動襪面c.荷載渣達到匆極限竿荷載夜后，滋基礎(chǔ)行急劇繭下沉歷，并術(shù)可能扶向一沫側(cè)傾本斜，困基礎(chǔ)株兩側(cè)繳地面短明顯昆隆起2.局部鏡剪切歉破壞a.艱p橋-s曲線康轉(zhuǎn)折洞點不食明顯信，沒瞇有明們顯的耍直線偽段b.塑性逐變形嶄區(qū)不焰延伸到地享面，遮限制鋪在地抓基內(nèi)踢部某貪一區(qū)歸域內(nèi)c.荷載徹達到芳極限猛荷載隸后，肆基礎(chǔ)戴兩側(cè)壤地面進微微睜隆起3.沖剪床破壞b.地基寒不出惜現(xiàn)明爐顯連朋續(xù)滑找動面c.荷載種達到夢極限拳荷載抖后，型基礎(chǔ)區(qū)兩側(cè)筑地面靠不隆爆起，眉而是消下陷a.彈p片-s曲線托沒有位明顯罪的轉(zhuǎn)銅折點三、俗地基眠的臨膊塑荷及載1．定既義臨塑衰荷載扇是指歇基礎(chǔ)早邊緣舒地基哈中剛聯(lián)要出息現(xiàn)塑歉性區(qū)霉時基肅底單昏位面排積上喘所承攀擔的繪荷載涌，它掠相當槳于地嚴基土婚中應(yīng)棒力狀觀態(tài)從丹壓縮混階段勿過渡獨到剪勁切階排段時缸的界它限荷塊載。落即荷載查試驗倡第一鵲階段弊與第聰二階堤段只州分界鞏點a點對頸應(yīng)的厭荷載2.臨塑絮荷載提的計驚算公喝式地基為的臨初塑荷鉤載她按擴照下裁式計嬸算：(4吧.1雕)式中——為承落載力您系數(shù)善，均招為?的函寸數(shù)，剃見表5-歷2：從式滴（4.掀1）可諸看出錯，臨兆塑荷栗載息由榜兩部田分組驅(qū)成，換第一諒部分歉為地粉基土智粘聚上力c的作葬用，脆第二另部分狼為基掏礎(chǔ)埋維深d的影挺響。隨?，c，d的增貧大而嗚增大(4值.2鑄)表4-氏1地基旁臨塑回荷載挖和臨手界荷弦載的孕承載辮力中系弱數(shù)應(yīng)數(shù)命值【例】見課批本P1耳03四、突地基箭的臨若界荷確載1.定義臨界改荷載它是指最允許逢地基鴨產(chǎn)生君一定屈范圍血塑性然區(qū)所烘對應(yīng)冒的荷迎載。工程由實踐絮表明槽，即認使地僅基發(fā)輔生局片部剪考切破禁壞，逼地基執(zhí)中塑裙性區(qū)揪有所辜發(fā)展糊，只撓要塑懼性區(qū)水范圍閉不超刪出某糕一限分度，侮就不證致影蹄響建列筑物瞧的安墻全和堆正常京使用明，因舊此用竟允許稿地基骨產(chǎn)生亞塑性涌區(qū)的撞臨塑真荷載作為島地基胳承載草力的期話，霸往往礙不能娘充分樓發(fā)揮艷地基班的承仆載能檔力，瓶取值霧偏于蔽保守渾。根據(jù)商工程己經(jīng)驗性，在貸中心濫荷載踏作用樸下，便控制倒塑性暮區(qū)最礙大開休展深寨度=b/踢4，在欄偏心指荷載滾下控解制=b/親3，對敗一般遠建筑招物是川允許的。分別特是允蠟許地素基產(chǎn)騾生=b望/4和b/滾3范圍箏塑性樣區(qū)所牧對應(yīng)紐奉的兩稠個臨谷界荷箏載。拔此時菠，地彼基變州形會肝有所甚增加單，須哲驗算牧地基雖的變悠形值蹈不超陸過允桌許值畜。2.臨界澇荷載鈴的計釣算公響式(4糊.3家)(4飲.4焦)式中——為承違載力趴系數(shù)碎，均保為?的函擾數(shù)(4雞.5掘)從以獸上公嶄式看嫩出，衡兩個次臨界繭荷載趙由三臟部分仔組成覺，第膨一、愁二部沿分反肺映了訂地基天土粘寫聚力匪和基戶礎(chǔ)埋學(xué)深對潤承載燦力的江影響緩，這鼠兩部畝分組勻成了依臨塑撥荷載桑；第事三部信分為紙基礎(chǔ)寬度昌和地世基土毛重度稿的影棚響，泰即受念塑性敲區(qū)發(fā)稼展深仆度的鐵影響謠。它膏們都甘隨內(nèi)健摩擦關(guān)角?的增賣大而偵增大破。各留承載資力系懂數(shù)掉、與土妻內(nèi)摩撥擦角?關(guān)系葛見表4-蹈1?！纠磕迟e濫館設(shè)葵計采庭用框忠架結(jié)駕構(gòu)獨愧立基洽礎(chǔ)，必基礎(chǔ)詞底面句尺寸器為bx錫l=泛3m袖x2毯m,承受武偏心奮荷載傘，基恒礎(chǔ)埋版深為1m，地絞基分3層，柴表層繪為素客填土錘，計算篇賓館羅的臨盼界荷務(wù)載4.輔5地基卻的極映限荷等載地基舍的極錘限荷呼載概隱念1.定義地基佩極限猶承載析力指芝地基溪剪切歇破壞的發(fā)展形即將部失穩(wěn)姿時所勾能承捉受的貓極限聚荷載精，亦稿稱地柴基極末限荷歷載。勞它相衣當于跟地基崗?fù)林刑貞?yīng)力門狀態(tài)冤從剪心切階鑄段過牙渡到潑隆起隊階段嚷時的雁界限勻荷載膊。即質(zhì)在P-S曲線b點所炎對應(yīng)相的荷止載竹，塔稱為雅地基挖的極淹限荷飛載。2.常見形的極貧限荷返載計茄算公螞式①普辟朗特如公式②太矛沙基素公式據(jù)，它賓適用矮于條革形基汗礎(chǔ)、托方形言基礎(chǔ)和圓閉形基白礎(chǔ)情剪況；③斯貍凱普架頓公爽式，兔它適敏用于沙飽和種軟土桃地基成，內(nèi)呀摩擦密角?＝0的淺峰基礎(chǔ)裁計算筒；④漢負森公煙式，啟它適毒用于方傾斜心荷載稱的地腸基受氧力情嫌況。圖4-惱1地基盾極限巡壽荷載鄰分析一、生普朗候特公職式假設(shè)抖：1地基姨土為份無介劈燕質(zhì)量2、條堡形基極礎(chǔ)3、基命底光來滑無今摩擦二、考太敬沙基深公式1.適用秋范圍太沙艙基是么常用如的極痛限荷羞載計強算公爬式，末適用家于基堤礎(chǔ)底糊面粗肌糙的拍條形搜基礎(chǔ)細，并溜推廣蘇至方剃形基禿礎(chǔ)和惜圓形浴基礎(chǔ)盾。2.理論倘假定a.條形竟基礎(chǔ)豎，均伸不荷女載作役用b.地基累發(fā)生芹滑動踢時，屢滑動徐面的蒸形狀如：兩回端為前直線焰，中缺間為凈曲線難，左柿右對感稱，周如圖4-腳2所示c.滑動投土體植分為障三個測區(qū)I區(qū)——楔形飛彈性烏壓密競區(qū)。前在基摔礎(chǔ)底派面下童的土刊楔體AB讀C，由固于假舒定基拌底是奶粗糙竭的，功具有舞很大講的摩叼擦力更，因咐此AB面不標會發(fā)帝生剪晨切位爭移，I區(qū)內(nèi)飲土體疫處于膨彈性陳壓密扭狀態(tài)靠，它歡與基蟻礎(chǔ)底祥面一墊起移念動。損太沙惠基假嗓定滑惜動面AC（或BC）與速水平保面間瓜的角題度是晃土的債內(nèi)摩應(yīng)擦角?。Ⅱ區(qū)——過渡搶區(qū)。姿假定豆滑動鼻面一推組是尼通過A，B點的弱輻射傭線，汗另一土組是犧對數(shù)霧螺旋班曲線CD，CE。太卸沙基洋忽略菜了土廢的重脾度對敘滑動你面形創(chuàng)狀的直影響播。由斃于滑厲動面AC與CD間的撥夾角移應(yīng)該撫等于(9副0°易+線?問)，所濟以對塵數(shù)螺雜旋曲誕線在C點的遮切線小是豎痕直的跡。Ⅲ區(qū)——朗金蓮被動嶺狀態(tài)裕區(qū)。貢滑動倘面AD及DF與水基平面常成(4眾5°佛?甘?嫌/咸2)角。圖4-毅2太沙倚基公府式滑蠢動面宏形式3.計算鏡公式(4敬.6祥)此式怎即為絡(luò)太沙郊基的個極限弓承載發(fā)力公料式。民式中復(fù)，為承昌載力袖系數(shù)下，它鹽們都喜是無型量綱挖系數(shù)盞，與葵土的辛內(nèi)摩獎擦角?有關(guān)冬，可派以通宏過查挑表4-里2得表4-表2太沙移基極筐限荷括載計炒算承腎載力紗系數(shù)圓形霜基礎(chǔ)筐：（注璃：部今分資推料冒前盆的系刪數(shù)取銀的是0.驅(qū)3）(4那.7盤)方形緣瑞基礎(chǔ)淡：(4杯.8亡)4.地基木承載基力計禾算應(yīng)用椅太沙戲基公幫式進地行基驕礎(chǔ)設(shè)尚計時題，地望基承迷載力潮為：K—地基厚承載捎力安射全系拜數(shù)，冤此時K≧懷3(4腹.9到)三、鳴斯凱洗普頓府（Sk蘆em炒pt晚on）計售算公出式1.適用特條件a.對于怕飽和轎軟土較地基蟲，內(nèi)匹摩擦姨角?勇=0b.一般坊淺基崖礎(chǔ)的已埋深d≤汽2.渣5b（b為基逝礎(chǔ)寬稿度）c.矩形出基礎(chǔ)秧斯凱至普頓惑還考薦慮了權(quán)基礎(chǔ)弱寬度蹦與長負度的勿比值b/l的影丸響。2.計算房誠公式(4靈.1棉0)式中